Volt
V roce 1791 se Luigi Galvani dotkl žabího stehýnka dvěma různými kovy a stehýnko sebou cuklo. Galvani usoudil, že elektřina sídlí v samotné žábě. Alessandro Volta byl přesvědčen, že jde o kovy. Aby to dokázal, složil v roce 1800 sloup z měděných a zinkových kotoučků a proložil je suknem namočeným ve slané vodě. Sloup dával proud úplně bez žáby.
Byla to první baterie. Jednotka napětí dostala jméno po Voltovi v roce 1881. Jeden volt je joule na coulomb: tolik energie získá každý coulomb náboje, když projde zdrojem. Tužková baterie dává 1,5 V, zásuvka 230 V a dráty dálkového vedení stovky kilovoltů.
| Označení | V |
| Definice | joule na coulomb · J/C · W/A · kg·m²·s⁻³·A⁻¹ |
| Referenční hodnoty | K_J — 483 597,848 4 GHz/V · Westonův článek — 1,018 64 V · 1 eV — 1,602·10⁻¹⁹ J |
| Zavedena | 1881, Mezinárodní kongres elektrotechniků · v SI od roku 1960 |
| Normy | ISO 80000-6 · IEC 60050-131 · SI Brochure 9th ed. |
| Typické hodnoty | 1,5 V — baterie · 230 V — zásuvka · 400 kV — dálkové vedení |
01 · Definice
Joule na každý coulomb
Napětí U udává, kolik energie náboj získá nebo odevzdá, když přejde z jednoho bodu obvodu do druhého. Jeden volt je jeden joule na jeden coulomb. Baterie 1,5 V dodá každému coulombu jeden a půl joulu, žárovka v obvodu je odebere a promění ve světlo a teplo.
Napětí se vždy měří mezi dvěma body. Voltmetr se připojuje k oběma koncům úseku, ne do přerušeného obvodu. Proud úsekem je roven napětí dělenému odporem — to je Ohmův zákon.
Proč vedou dálková vedení stovky kilovoltů
Konvice potřebuje výkon 2 kW. Lze ho přenést malým proudem při vysokém napětí, nebo velkým proudem při nízkém. Výkon je napětí krát proud. Vodič od zdroje ke konvici má odpor 1 Ω, což je asi 60 m měděného vodiče o průřezu 1 mm². Modré tečky jsou proud: čím rychleji se pohybují, tím je větší. Vodič rudne teplem, které se v něm ztrácí.
Elektron, který projde napětím 1 V, získá energii 1 eV — elektronvolt. Je to šikovná míra pro atomy a částice. Foton zeleného světla nese asi 2,3 eV, rentgenový foton desítky tisíc a protony ve Velkém hadronovém urychlovači 6,8 TeV.
Pár za párem, volt za voltem
Vlevo je sloup: zdola nahoru zinek, měď a sukno namočené ve slané vodě, a tak pár za párem. Vedle něj je schodiště potenciálu: každý pár ho zvedne o jeden schod a uvnitř sukna při průchodu proudu trochu poklesne. Drát vede z vrcholu sloupu přes spínač do zátěže a zpět ke spodku. Modré tečky jsou elektrony: jdou od zinku přes zátěž k mědi. Vpravo je voltmetr připojený ke koncům sloupu. Dokud teče proud, hromadí se na mědi bublinky vodíku a napětí pomalu klesá. Kliknutím na scénu spínač sepnete nebo rozepnete.
Přidávejte páry a sledujte voltmetr.
02 · Převod
| Jednotka | Hodnota | Kde se vyskytuje |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Neuron v klidu udržuje asi −70 mV na membráně tlusté 5 nm. Pole v ní je asi 14 MV/m.
Autobaterie 12 V dodá každému coulombu 12 J. Startér odebírá stovky ampérů — kilowatty výkonu.
Statvolt ze soustavy CGS je téměř 300 V, přesněji 299,792 458 V.
03 · Řády veličin
04 · Měřicí přístroje
05 · Pravidla zápisu
06 · Sousední jednotky
07 · Historický oddíl
Od roku 1990 se volt uchovává pomocí Josephsonových přechodů. Supravodivý přechod ozářený mikrovlnami o frekvenci f dává napětí přesně ve schodech f/K_J, kde K_J = 2e/h je Josephsonova konstanta. Od roku 2019 je přesná: 483 597,848 4 GHz/V. Řetězec desítek tisíc přechodů dává 10 V s nejistotou v miliardtinách.
Předtím sloužil jako etalon Westonův normální článek — kadmiovo-rtuťová nádobka ve tvaru písmene H. Při 20 °C dával 1,018 64 V. Mezinárodní volt z roku 1908 se ukázal o 0,034 % větší než dnešní.
Katalog veličin
celý rejstřík →Sedm základních jednotek SI
Kapka kyseliny změní barvu šťávy, sůl obarví plamen, voda zamrzne po klepnutí. Pod nimi všechny listy Simetria podle oborů a abecedně.
Otevřít rejstřík →